تطبيقات مستشعرات مستوى الرادار في الفلبين

احتياجات الرصد الهيدرولوجي في الفلبين ومزايا تقنية الرادار

باعتبارها دولة أرخبيلية في جنوب شرق آسيا تتألف من أكثر من 7000 جزيرة، تتميز الفلبين بتضاريسها المعقدة وكثرة أنهارها، وتواجه تهديدات مستمرة من الأعاصير والعواصف المطرية التي تُسبب الفيضانات. ووفقًا لبيانات البنك الدولي، تصل الخسائر الاقتصادية السنوية الناجمة عن الفيضانات في الفلبين إلى مئات الملايين من الدولارات الأمريكية، مما يجعل رصد مستوى المياه بدقة عنصرًا أساسيًا في النظام الوطني للوقاية من الكوارث والتخفيف من آثارها.

أصبحت تقنية مستشعرات مستوى الرادار، بقدرتها على القياس دون تلامس، حلاً مثالياً لتحديات الرصد الهيدرولوجي في الفلبين. وتعتمد هذه التقنية على مبادئ قياس المدى بالموجات الكهرومغناطيسية، وتوفر ثلاث مزايا رئيسية: 1) قياس عالي الدقة يصل إلى مستوى المليمتر؛ 2) قدرة عالية على التكيف مع البيئة، مما يجعلها مناسبة للمناخ الاستوائي للفلبين ذي درجات الحرارة والرطوبة العالية؛ 3) متطلبات صيانة منخفضة، مما يقلل بشكل كبير من وتيرة صيانة المعدات في المناطق النائية.

من الناحية الفنية، تعمل أجهزة استشعار مستوى الرادار المستخدمة في الفلبين بشكل أساسي في نطاقين تردديين: النطاق K (24 جيجاهرتز) والتردد العالي 80 جيجاهرتز. يوفر رادار النطاق K مزايا من حيث التكلفة تجعله مناسبًا للنشر على نطاق واسع، بينما يؤدي رادار 80 جيجاهرتز أداءً استثنائيًا في البيئات المعقدة.

تطبيقات مراقبة مستوى الرادار في أنظمة الإنذار بالفيضانات

تعتمد شبكة الإنذار الوطني بالفيضانات في الفلبين على أنظمة رصد مستوى المياه بالرادار كمكونات تقنية أساسية. وفي مشروع رئيسي أُطلق عام ٢٠١٩، قامت الحكومة الفلبينية بنشر شبكة لرصد مستوى المياه تعتمد على تقنية الإرسال اللاسلكي في ١٨ حوضًا نهريًا رئيسيًا. يُظهر هذا النظام مزايا كبيرة في المناطق الجبلية وظروف الأعاصير، منها: اختراق قوي للموجات اللاسلكية لا يتأثر بأضرار البنية التحتية للاتصالات؛ واستهلاك منخفض للغاية للطاقة يُمكّن من التشغيل طويل الأمد باستخدام الطاقة الشمسية فقط. وتشير البيانات التشغيلية إلى أن النظام يحقق استقرارًا في نقل البيانات بنسبة ٩٩.٧٪.

يُعدّ استخدام تقنية الرادار المستوي ذي النطاق K حلاً ناجحاً آخر، إذ يمكّن من قياس مستوى المياه وسرعة التدفق السطحي وحساب التصريف في آنٍ واحد. وتُثبت هذه القدرة على المراقبة متعددة الوظائف أهميتها البالغة في الإنذار المبكر بالفيضانات. تتميز مستشعرات الرادار في النظام بنطاقات قياس واسعة تتراوح بين 30 و70 متراً بدقة تصل إلى مستوى المليمتر، كما أن القياس عن بُعد يجنّبنا مشاكل تلف المستشعرات التقليدية أو انسدادها بمياه الفيضانات.

تشير تقارير التقييم الصادرة عن المجلس الوطني للحد من مخاطر الكوارث وإدارتها إلى أنه بعد تطبيق أنظمة مراقبة مستوى الرادار، تحسن متوسط ​​وقت الإنذار المبكر بالفيضانات من ساعتين إلى 6 ساعات، مع زيادة كفاءة الإخلاء ومعدلات حماية الممتلكات بنسبة 35٪ و 28٪ على التوالي.

مراقبة مستوى المياه باستخدام الرادار في الصرف الصحي الحضري ومعالجة مياه الصرف الصحي

في نظام مراقبة الصرف الحضري في مترو مانيلا، أظهرت أجهزة قياس مستوى المياه بالرادار بتقنية FMCW بتردد 80 جيجاهرتز أداءً متميزًا. صُممت هذه الأجهزة خصيصًا للبيئات الحضرية المعقدة، وتتميز بما يلي: هيكل صغير الحجم مناسب للتركيب في أنابيب الصرف الضيقة وآبار التفتيش؛ تصنيف حماية عالٍ يضمن التشغيل أثناء الأمطار الغزيرة والفيضانات؛ ووحدات لاسلكية تُمكّن الفنيين من ضبط الإعدادات عن بُعد. تُظهر البيانات الميدانية أداءً ممتازًا في اختراق ظروف أنابيب الصرف الحضري الشائعة مثل البخار والرغوة والمواد الصلبة العالقة، مع الحفاظ على دقة القياس في حدود ±3 مم.

في تطبيقات معالجة مياه الصرف الصحي، تتفوق مقاييس مستوى الرادار عالية التردد بتقنية FMCW في مراقبة أحواض الترسيب. يقلل تصميم الشعاع المركز بشكل فعال من تداخل تشتت الإشارة الناتج عن المواد الصلبة العالقة؛ وتمنع زوايا الشعاع الضيقة للغاية الإشارات الخاطئة الناتجة عن انعكاسات جدار الحوض؛ وتتكامل مخرجات الإشارة القياسية مباشرةً مع مضخات إزالة الحمأة للتحكم الآلي الكامل. تشير البيانات التشغيلية إلى أن مقاييس مستوى الرادار تُحسّن كفاءة معالجة الحمأة بنسبة 20% مع تحقيق وفورات سنوية كبيرة في تكاليف صيانة العمالة.

دراسات حالة قياس مستوى الرادار الصناعي

في مزارع خزانات تخزين النفط، تُعدّ أجهزة قياس مستوى السوائل بالرادار الموجه حلولاً بالغة الأهمية لمراقبة السوائل الخطرة. تتميز هذه الأجهزة بهوائيات شعاعية مركزة مثبتة في أنابيب قصيرة لتجنب تداخل صدى جدار الخزان، ما يُحقق دقة قياس عالية تُضاهي معايير نقل النفط. كما أن تصميمها الآمن بطبيعته يُلبي المعايير الدولية لمقاومة الانفجار، مع تقنية تشخيص ذاتي تتحقق دوريًا من حالة المعدات لتعزيز السلامة التشغيلية بشكل ملحوظ. تُشير التقارير إلى أن أجهزة قياس مستوى السوائل بالرادار تُقلل بشكل كبير من النزاعات المتعلقة بالقياس وتُحقق فوائد اقتصادية كبيرة من خلال إدارة المخزون بدقة.

في الصناعات الكيميائية، تُسهم أجهزة قياس مستوى السوائل الرادارية عالية التردد بتقنية FMCW في حلّ تحديات القياس المتعلقة بالسوائل شديدة التآكل والتقلب. وبفضل تصنيعها من مواد مقاومة للتآكل، توفر إشاراتها عالية التردد اختراقًا قويًا لا يتأثر بتداخل الأبخرة، بينما تلتقط دقتها الفائقة أدقّ التغيرات في المستوى. وتُظهر بيانات تكامل المصانع أن أجهزة قياس الرادار تُحسّن بشكل ملحوظ استقرار التحكم في مستوى الخزانات وتُزيل انقطاعات الإنتاج الناتجة عن أخطاء القياس.

تطبيقات مراقبة مستوى المياه في الري الزراعي والطاقة الكهرومائية

في نظام ري رئيسي بشمال لوزون، تراقب أجهزة قياس مستوى المياه الرادارية التي تعمل بدون تلامس نقاطًا رئيسية في القنوات الرئيسية. وباستخدام تردد النطاق K بزوايا شعاع صغيرة لتجنب انعكاسات السدود، وحماية IP68 للبيئات الخارجية القاسية، والطاقة الشمسية للمناطق النائية، أفادت هيئة الري بدقة توزيع مياه تصل إلى 95% وزيادة متوسطة في إنتاجية الأرز بنسبة 15%.

في نظام التحكم بخزان محطة توليد الطاقة الكهرومائية الكبيرة، تراقب أجهزة قياس مستوى المياه الرادارية بتردد 80 جيجاهرتز مستويات المياه في حوض السد الأمامي بمدى يصل إلى 40 مترًا ودقة ±2 ملم، وتنقل البيانات في الوقت الفعلي عبر إشارات 4-20 مللي أمبير إلى أنظمة التحكم في المحطة. وتشير سجلات التشغيل إلى أن أجهزة القياس الرادارية تُسهم في تحسين كفاءة توليد الطاقة بنسبة 8% مع ضمان سلامة المناطق الواقعة أسفل مجرى النهر من الفيضانات.

مجموعة كاملة من الخوادم ووحدة البرامج اللاسلكية، تدعم RS485 وGPRS و4G وWIFI وLORA وLORAWAN

يرجى الاتصال بشركة Honde Technology Co., LTD.

Email: info@hondetech.com

موقع الشركة الإلكتروني:www.hondetechco.com

الهاتف: +86-15210548582